樹脂にグラファイト(黒鉛)を配合すると、
【導電性、摺動性、熱特性】に強みを持つ、機能性コンパウンドになります。
以下、出来るだけ細かく整理します。
■樹脂にグラファイトを配合して得られる物性
①電気特性(導電性、帯電防止)
●導電性付与
・グラファイトはπ電子による電気導電性あり
・配合量増加でバーコレーション閾値を超えると急激に導電化
※目安
・5～10wt% ： 帯電防止レベル
・15～30wt% ： 半導体(ESD用途)
・30wt%以上 ： 導電用途(ただし成形性悪化)
※特徴
・カーボンブラックよりも低充填で導電化しやすい場葵あり
・CNT程ではないがコストバランスが良い
②摺動性、潤滑性
●自己潤滑性
・層状構造(六角格子)が滑る → 個体潤滑剤
・摩擦係数が大きく低下
●摩耗特性
・摩耗量低減(特に無潤滑条件で効果大)
・相手材攻撃性低い(PTFEほどではないが安定)
※用途
・ギア、ブッシュ、摺動プレート
・ベアリング用途(ドライ環境)
③熱特性(放熱、耐熱)
●熱伝導性向上
・面内方向に非常に高い熱伝導性
・樹脂の弱点である放熱性を改善
※ただし
・配向依存(押出方向で異方性)
・金属ほどの熱伝導にはならない
●耐熱性
・熱変形温度(HDT)向上
・熱劣化抑制(熱拡散効果)
④機械特性(剛性、強度)
●剛性
・増加(フィラー効果)
●強度
・引張強度はやや低下することが多い
・s剛撃強度は低下しやすい
※理由
・粒子界面でクラック起点になりやすい
⑤加工性、成形性
●メリット
・溶融粘度低下(滑り効果)
・スクリュー内での流動安定
●デメリット
・高充填で脆化
・高充填でペレット割れ
・高充填でフィーダーつまり(粒径依存)
⑥その他の特性
●電磁波シールド性(EMI)
・導電ネットワークで遮蔽効果あり
●耐薬品性
・基本的に母材依存
●外観
・黒色化(意匠制限)
・光沢低下
■まとめ
特性 変化
導電性 ： ◎
摺動性 ： ◎
熱伝導 ： 〇
剛性 ： 〇
強度 ： △
衝撃 ： △
加工性 ： 〇
